CN109932978A - 一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种使得卷烟机N个剔废阀之间相互联动控制的装置和方法,使得卷烟机所有的剔废阀能够进行联动性级联控制,其系统失效率是所有剔废阀失效率的乘积,本发明最大限度地保障卷烟生产质量。

Description

一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置及其控制方法
技术领域
本发明属于烟草行业卷烟机领域,具体涉及一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置及其控制方法。
背景技术
烟支卷制过程由卷烟机完成,卷烟机一般由VE、MAX和SE三部分组成。由于卷烟机速度快、并且过程中有很多的材料自动拼接,所以不可避免的是,烟支卷制过程是有次品(或称废品产生)的。近年来,随着传感器技术以及控制系统技术实时性的飞速发展,当前烟草行业的主要卷烟机型基本都具备以下传感器:在SE部位有重量、水分、圆周检测传感器;MAX部分有吸阻、通风度、漏气、缺嘴、外观等,这些检测数据可以在线直接表征烟支的物理指标。上述检测器,可以对单支烟进行实时检测,有单支烟超过系统预设的检测上下限时,这些烟都是需要被MAX部分的鼓轮上的质量传感器后的剔废阀剔除的。
因此,从理论上讲,卷烟机产生的烟支是不会有质量缺陷的,但是,在实际情况中,却依旧有废品流入下一工序,轻则要进行产品报废,重则流入市场则会造成市场投诉。造成上述情况的原因比较多,比如有:剔废阀性能下降,剔废阀驱动模块故障,外围气压太小等等。这种实际情况的存在,就会导致次品烟支混入成品烟支,最终导致产品质量缺陷。上述情况,因过程中无法被操作员、维修员、质量管理员等及时发现,极易造成批量质量缺陷。
为解决上述问题,河南中烟工业有限责任公司的实用新型专利(一种卷烟机剔废轮实时监控装置,CN201621237586.4)以及鸿捷源自动化系统有限公司的实用新型专利(卷烟机剔废阀故障检测装置,CN200920204231.9)都公开了卷烟机运行过程中监控剔废阀工作状态的装置。上述方法和装置可以提醒缺陷烟支的漏剔,但是不能解决缺陷烟支的漏剔,依旧还是要进行追溯处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种使得卷烟机N个剔废阀之间相互联动控制的装置和方法,使得卷烟机所有的剔废阀能够进行联动性级联控制,其系统失效率是所有剔废阀失效率的乘积,本发明最大限度地保障卷烟生产质量。
为了实现上述发明目的,第一方面,一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置,该装置包括第一质量传感器、第一剔废阀,第一剔废阀校验传感器,第二质量传感器、中间剔废阀,中间剔废阀校验传感器,第三质量传感器、终位剔废阀,终位剔废阀校验传感器,信号处理系统;
所述的第一剔废阀,其定位于第一质量传感器后侧;
所述的第一剔废阀校验传感器,其定位于第一剔废阀后侧,中间剔废阀和第二质量传感器前。
所述的中间剔废阀,其定位于第二质量传感器后侧;
所述的中间剔废阀校验传感器,其定位于中间剔废阀后侧,且位于终位剔废阀和第三质量传感器前侧;
所述的终位剔废阀,其定位于第三质量传感器后侧;
所述的终位剔废阀校验传感器,其定位于终位剔废阀后侧;
所述的信号处理系统,其包括高速主控制器,超采样输入模块,超采样输出模块;
所述的超采样输入模块,其用于第一质量传感器、第二质量传感器及第三质量传感器和第一剔废阀校验传感器、中间剔废阀校验传感器及终位剔废阀的高速信号输入;
所述的超采样输出模块,其用于输出高速信号驱动第一剔废阀、中间剔废阀及终位剔废阀;
所述的第一质量传感器、第二质量传感器、第三质量传感器的安装相位是:a、b、c;
所述的第一剔废阀、中间剔废阀、终位剔废阀的安装相位是:a+n1,b+n2,c+n3;
所述的第一剔废阀校验传感器、中间剔废阀校验传感器、终位剔废阀校验传感器的安装相位是:a+n1+1,b+n2+1,c+n3+1;
其中,所述的相位顺序依次从小到大排列是:
a<a+n1<a+n1+1<b<b+n2<b+n2+1<c<c+n3<c+n3+1;
所述的第一质量传感器、第二质量传感器以及第三质量传感器用于烟支指标进行检测,以判定烟支是否存在不合格烟支,若存在不合格烟支,所述的第一剔废阀、中间剔废阀、终位剔废阀用于接收信号处理系统发出的剔除指令发生剔除操作,所述的第一剔废阀校验传感器、中间剔废阀校验传感器、终位剔废阀校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,由信号处理系统继续发出烟支的剔废指令。
可选地,第一质量传感器为烟支缺滤嘴检测传感器,所述的第二质量传感器为烟支物理指标检测传感器;第三质量传感器为烟支外观检测传感器。
可选地,所述的第一剔废阀使用高速剔废阀,第一剔废阀校验传感器使用光电管,中间剔废阀使用高速剔废阀,中间剔废阀校验传感器使用光电管,终位剔废阀使用高速剔废阀,终位剔废阀校验传感器使用光电管。
基于以上控制装置,本发明提供一种烟支卷制过程剔废阀联动控制方法,该方法包括如下步骤:
步骤101为烟支到达MAX流程,烟支的流向自第一质量传感器传送至第三质量传感器,最终烟支的去向有3个:步骤401烟支正常剔除,步骤402烟支未正常剔除,报警停机;步骤403烟支检测全部正常,到达下一工序;
在步骤102,烟支在相位a到达MAX第一质量传感器,在步骤103,信号处理系统实时得到MAX第一质量传感器的信号并实时给出检测结果,当检测合格时,烟支随鼓轮运动,到达步骤201,在相位b时烟支到达MAX第二质量传感器;当检测不合格时,到达步骤104,信号处理系统在n1个相位后即相位(a+n1)向第一剔废阀发出该烟支剔废指令;然后到达步骤105,信号处理系统在n1+1个相位后即相位(a+n1+1)通过第一剔废阀校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,到达步骤401,当不成功时,转入步骤203,由信号处理系统在相位b+n2继续向中间剔废阀发出该烟支的剔废指令;
在步骤201,烟支在相位b到达MAX第二质量传感器,在步骤202,信号处理系统实时得到MAX第二质量传感器的信号并实时给出检测结果,当检测合格时,烟支随鼓轮运动,到达步骤301,在相位c时烟支到达MAX第三质量传感器;当检测不合格时,到达步骤203,信号处理系统在n2个相位后即相位b+n2向中间剔废阀发出该烟支剔废指令;然后到达步骤204,信号处理系统在n2+1个相位后即相位b+n2+1通过中间剔废阀校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,到达步骤401,当不成功时,转入步骤303,由信号处理系统在相位c+n3继续向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令;同时,如果在相位a+n1+1时,信号处理系统寄存了1个烟支剔除失败的信号,则即使烟支在相位b的第二质量传感器检测合格,信号处理系统也会在相位b+n2继续由超采样输出模块向中间剔废阀发出该烟支的剔废指令,在相位b+n2+1通过中间剔废阀校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,则需要由信号处理系统在相位c+n3继续由超采样输出模块向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令;
在步骤301,烟支在相位c到达MAX第三质量传感器,在步骤302,信号处理系统实时得到MAX第三质量传感器(13)的信号并实时给出检测结果,当检测合格时,烟支随鼓轮运动,烟支继续往前运动至步骤403即下一工序;当检测不合格时,到达步骤303,信号处理系统在n3个相位后即相位c+n3向终位剔废阀发出该烟支剔废指令;然后到达步骤304,信号处理系统在n3+1个相位后即相位c+n3+1通过终位剔废阀校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,到达步骤401,当不成功时,转入步骤402;同时,如果在相位b+n2+1时,信号处理系统寄存了1个烟支剔除失败的信号,则即使烟支在相位c的烟支空松传感器检测合格,信号处理系统也会在相位c+n3继续由超采样输出模块向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令,在相位c+n3+1通过终位剔废阀校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,转入步骤402;
在步骤402,表示烟支未正常剔除,信号处理系统报警并可发出各种形式报警、停机指令及相关信息显示。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.本发明提供的三个剔废阀联动控制,当一个剔废阀失效时,后续的剔废阀可以直接接管剔废,能够确保缺陷产品不流入下一工序;
2.本发明提供的系统剔废失效率是每个剔废阀失效率的乘积,因此系统剔废失效率呈几何级下降,最大限度地保障卷烟生产质量。
附图说明
图1为本发明提供的装置的结构示意图;
图2为本发明提供的信号处理系统的示意图;
图3为本发明提供的控制流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的技术方案及目的,以下结合说明书附图对本发明的实施方式作进一步描述。本实施例选择在中国常德烟草烟机有限责任公司出产的ZJ17E型卷接机上实施。
如图1所示,一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置,包括第一质量传感器11、第一剔废阀1,第一剔废阀校验传感器2,第二质量传感器12、中间剔废阀3,中间剔废阀校验传感器4,第三质量传感器13、终位剔废阀5,终位剔废阀校验传感器6,信号处理系统7;
所述的第一剔废阀1,其定位于第一质量传感器11后侧;
所述的第一剔废阀校验传感器2,其定位于第一剔废阀1后侧,中间剔废阀3和第二质量传感器12前。
所述的中间剔废阀3,其定位于第二质量传感器12后侧;
所述的中间剔废阀校验传感器4,其定位于中间剔废阀3后侧,且位于终位剔废阀5和第三质量传感器13前侧;
所述的终位剔废阀5,其定位于第三质量传感器13后侧;
所述的终位剔废阀校验传感器6,其定位于终位剔废阀5后侧;
所述的信号处理系统7,其包括高速主控制器8,超采样输入模块9,超采样输出模块10;
如图2所示,所述的超采样输入模块9,其用于第一质量传感器11、第二质量传感器12及第三质量传感器13和第一剔废阀校验传感器2、中间剔废阀校验传感器4及终位剔废阀5的高速信号输入;
所述的超采样输出模块,其用于输出高速信号驱动第一剔废阀1、中间剔废阀3及终位剔废阀5;
所述的第一质量传感器11、第二质量传感器12、第三质量传感器13的安装相位是:a、b、c;
所述的第一剔废阀1、中间剔废阀3、终位剔废阀5的安装相位是:a+n1,b+n2,c+n3;
所述的第一剔废阀校验传感器2、中间剔废阀校验传感器4、终位剔废阀校验传感器6的安装相位是:a+n1+1,b+n2+1,c+n3+1;
其中,所述的相位顺序依次从小到大排列是:
a<a+n1<a+n1+1<b<b+n2<b+n2+1<c<c+n3<c+n3+1;
在本实施例中,第一剔废阀使用FESTO高速剔废阀,第一剔废阀校验传感器使用SICK光电管,中间剔废阀使用FESTO高速剔废阀,中间剔废阀校验传感器使用SICK光电管,终位剔废阀5使用FESTO高速剔废阀,终位剔废阀校验传感器6使用SICK光电管;
信号处理系统7主控制器采用Beckhoff(倍福)IPC CX2020,输入模块采用超采样高速输入模块EL1262,输出模块采用超采样高速输出模块EL2262;
超采样高速输入模块EL1262用于连接3个质量传感器和3个校验传感器,超采样高速输出模块EL2262用于驱动3个高速剔废阀。
为了对烟支多个指标进行缺陷检测,本实施例提供的第一质量传感器11为烟支缺滤嘴检测传感器,第二质量传感器12为烟支物理指标检测传感器(检测吸阻、漏气、通风度、外形等),以下简称CIS传感器,第三质量传感器13为烟支空松检测传感器。
为便于本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,且考虑到当前卷烟机电控系统的普遍设计方法,以下为本实施例中的装置的各器件的安装相位(每个相位代表1支烟):烟支到达MAX入口,此处为相位0;缺滤嘴传感器安装相位为30(相位a),第一剔废阀安装相位为38(相位a+n1),第一剔废阀校验传感器安装相位为39(相位a+n1+1);CIS传感器安装相位为88(相位b),中间剔废阀安装相位为108(相位b+n2),中间剔废阀校验传感器安装相位为109(相位b+n2+1);烟支空松检测传感器安装相位为128(相位c),终位剔废阀安装相位为148(相位c+n3),终位剔废阀校验传感器安装相位为149(相位c+n3+1)。
以下是具体的联动控制方法:
参考图3,首先当烟支到达MAX流程后,烟支的流向为从缺滤嘴检测传感器到烟支空头传感器直至下一工序。最终烟支的去向有3个:分别是缺陷烟支正常剔除,缺陷烟支未正常剔除,报警停机;烟支经3个质量传感器检测且全部检测合格,进入下一工序。
在相位30时,烟支到达缺滤嘴传感器,此时,信号处理系统的EL1262模块得到该传感器的检测信号并给出检测结果,当检测合格时,烟支随鼓轮运动,烟支会继续在相位88到达CIS传感器。当检测不合格时,信号处理系统在8个相位后即相位38通过EL2262向第一剔废阀发出该烟支的剔废指令。然后,信号处理系统在9个相位后即相位39通过第一剔废阀(1)校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,则需要由信号处理系统在相位108继续由EL2262向中间剔废阀发出该烟支的剔废指令。
在相位88时,烟支到达CIS传感器,此时,信号处理系统的EL1262模块得到该传感器的检测信号并给出检测结果,当检测合格时,烟支随鼓轮运动,烟支会继续在相位128到达烟支空松传感器。当检测不合格时,信号处理系统在20个相位后即相位108向中间剔废阀发出该烟支的剔废指令。然后,信号处理系统在21个相位后即相位109通过中间剔废阀校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,则需要由信号处理系统在相位148继续由EL2262向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令。同时,如果在相位39时,信号处理系统寄存了1个烟支剔除失败的信号,则即使在相位88的CIS检测传感器检测合格,信号处理系统也会在相位108继续由EL2262向中间剔废阀发出该烟支的剔废指令,在相位109通过中间剔废阀校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,则需要由信号处理系统在相位148继续由EL2262向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令。
在相位128时,烟支到达烟支空松传感器,此时,信号处理系统的EL1262模块得到该传感器的检测信号并给出检测结果,当检测合格时,烟支随鼓轮运动,烟支会进入下一工序。当检测不合格时,信号处理系统在20个相位后即相位148向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令。然后,信号处理系统在21个相位后即相位149通过终位剔废阀校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,则需要由信号处理系统发出报警停机指令,设备停机,并发出Y3剔除失败的报警信息,由操作维修人员进行检查处理。同时,如果在相位109时,信号处理系统寄存了1个烟支剔除失败的信号,则即使在相位128的烟支空松传感器检测合格,信号处理系统也会在相位148继续由EL2262向终位剔废阀发出该烟支的剔废指令,在相位149通过终位剔废阀校验传感器校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,则需要由信号处理系统发出报警停机指令,设备停机,并发出Y1Y2Y3剔除均失败的报警信息,由操作维修人员进行检查处理。
本发明使得卷烟机所有的剔废阀能够进行联动性级联控制,因此,其系统失效率是所有剔废阀失效率的乘积,因此,本发明能够最大限度地保障卷烟生产质量。

Claims (4)

1.一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置,其特征在于:该装置包括第一质量传感器(11)、第一剔废阀(1),第一剔废阀校验传感器(2),第二质量传感器(12)、中间剔废阀(3),中间剔废阀校验传感器(4),第三质量传感器(13)、终位剔废阀(5),终位剔废阀校验传感器(6),信号处理系统(7);
所述的第一剔废阀(1),其定位于第一质量传感器(11)后侧;
所述的第一剔废阀校验传感器(2),其定位于第一剔废阀(1)后侧,中间剔废阀(3)和第二质量传感器(12)前。
所述的中间剔废阀(3),其定位于第二质量传感器(12)后侧;
所述的中间剔废阀校验传感器(4),其定位于中间剔废阀(3)后侧,且位于终位剔废阀(5)和第三质量传感器(13)前侧;
所述的终位剔废阀(5),其定位于第三质量传感器(13)后侧;
所述的终位剔废阀校验传感器(6),其定位于终位剔废阀(5)后侧;
所述的信号处理系统(7),其包括高速主控制器(8),超采样输入模块(9),超采样输出模块(10);
所述的超采样输入模块(9),其用于第一质量传感器(11)、第二质量传感器(12)及第三质量传感器(13)和第一剔废阀校验传感器(2)、中间剔废阀校验传感器(4)及终位剔废阀(5)的高速信号输入;
所述的超采样输出模块,其用于输出高速信号驱动第一剔废阀(1)、中间剔废阀(3)及终位剔废阀(5);
所述的第一质量传感器(11)、第二质量传感器(12)、第三质量传感器(13)的安装相位是:a、b、c;
所述的第一剔废阀(1)、中间剔废阀(3)、终位剔废阀(5)的安装相位是:a+n1,b+n2,c+n3;
所述的第一剔废阀校验传感器(2)、中间剔废阀校验传感器(4)、终位剔废阀校验传感器(6)的安装相位是:a+n1+1,b+n2+1,c+n3+1;
其中,所述的相位顺序依次从小到大排列是:
a<a+n1<a+n1+1<b<b+n2<b+n2+1<c<c+n3<c+n3+1;
所述的第一质量传感器、第二质量传感器以及第三质量传感器用于烟支指标进行检测,以判定烟支是否存在不合格烟支,若存在不合格烟支,所述的第一剔废阀(1)、中间剔废阀(3)、终位剔废阀(5)用于接收信号处理系统发出的剔除指令发生剔除操作,所述的第一剔废阀校验传感器(2)、中间剔废阀校验传感器(4)、终位剔废阀校验传感器(6)校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,由信号处理系统(7)继续发出烟支的剔废指令。
2.根据权利要求1所述的烟支卷制过程剔废阀联动控制装置,其特征在于:第一质量传感器(11)为烟支缺滤嘴检测传感器,所述的第二质量传感器(12)为烟支物理指标检测传感器;第三质量传感器(13)为烟支外观检测传感器。
3.根据权利要求1所述的烟支卷制过程剔废阀联动控制装置,其特征在于:所述的第一剔废阀使用高速剔废阀,第一剔废阀校验传感器使用光电管,中间剔废阀使用高速剔废阀,中间剔废阀校验传感器使用光电管,终位剔废阀(5)使用高速剔废阀,终位剔废阀校验传感器(6)使用光电管。
4.根据权利要求1~3任意一项所述控制装置的烟支卷制过程剔废阀联动控制方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
步骤101为烟支到达MAX流程,烟支的流向自第一质量传感器传送至第三质量传感器,最终烟支的去向有3个:步骤401烟支正常剔除,步骤402烟支未正常剔除,报警停机;步骤403烟支检测全部正常,到达下一工序;
在步骤102,烟支在相位a到达MAX第一质量传感器(11),在步骤103,信号处理系统(7)实时得到MAX第一质量传感器(11)的信号并实时给出检测结果,当检测合格时,烟支随鼓轮运动,到达步骤201,在相位b时烟支到达MAX第二质量传感器(12);当检测不合格时,到达步骤104,信号处理系统(7)在n1个相位后即相位(a+n1)向第一剔废阀(1)发出该烟支剔废指令;然后到达步骤105,信号处理系统(7)在n1+1个相位后即相位(a+n1+1)通过第一剔废阀校验传感器(2)校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,到达步骤401,当不成功时,转入步骤203,由信号处理系统(7)在相位b+n2继续向中间剔废阀(3)发出该烟支的剔废指令;
在步骤201,烟支在相位b到达MAX第二质量传感器(12),在步骤202,信号处理系统(7)实时得到MAX第二质量传感器(12)的信号并实时给出检测结果,当检测合格时,烟支随鼓轮运动,到达步骤301,在相位c时烟支到达MAX第三质量传感器(13);当检测不合格时,到达步骤203,信号处理系统(7)在n2个相位后即相位b+n2向中间剔废阀(3)发出该烟支剔废指令;然后到达步骤204,信号处理系统(7)在n2+1个相位后即相位b+n2+1通过中间剔废阀校验传感器(4)校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,到达步骤401,当不成功时,转入步骤303,由信号处理系统(7)在相位c+n3继续向终位剔废阀(5)发出该烟支的剔废指令;同时,如果在相位a+n1+1时,信号处理系统(7)寄存了1个烟支剔除失败的信号,则即使烟支在相位b的第二质量传感器(12)检测合格,信号处理系统(7)也会在相位b+n2继续由超采样输出模块(10)向中间剔废阀(3)发出该烟支的剔废指令,在相位b+n2+1通过中间剔废阀校验传感器(4)校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,则需要由信号处理系统(7)在相位c+n3继续由超采样输出模块(10)向终位剔废阀(5)发出该烟支的剔废指令;
在步骤301,烟支在相位c到达MAX第三质量传感器(13),在步骤302,信号处理系统(7)实时得到MAX第三质量传感器(13)的信号并实时给出检测结果,当检测合格时,烟支随鼓轮运动,烟支继续往前运动至步骤403即下一工序;当检测不合格时,到达步骤303,信号处理系统(7)在n3个相位后即相位c+n3向终位剔废阀发出该烟支剔废指令;然后到达步骤304,信号处理系统(7)在n3+1个相位后即相位c+n3+1通过终位剔废阀校验传感器(6)校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,到达步骤401,当不成功时,转入步骤402;同时,如果在相位b+n2+1时,信号处理系统寄存了1个烟支剔除失败的信号,则即使烟支在相位c的烟支空松传感器检测合格,信号处理系统(7)也会在相位c+n3继续由超采样输出模块(10)向终位剔废阀(5)发出该烟支的剔废指令,在相位c+n3+1通过终位剔废阀校验传感器(6)校验剔废是否成功,当成功时,表示烟支正常剔除,当不成功时,转入步骤402;
在步骤402,表示烟支未正常剔除,信号处理系统(7)报警并可发出各种形式报警、停机指令及相关信息显示。
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